
目錄
TOC \ "1-3" \h \u 一、題型全歸納1
題型一 平面向量的基本概念1
題型二 平面向量的線性運算3
題型三 平面向量共線定理的應(yīng)用6
命題角度1 證明向量共線或三點共線6
命題角度2 由向量共線求參數(shù)的值7
命題角度3 證明三點共線7
題型四 共線定理的推廣與應(yīng)用8
二、高效訓(xùn)練突破10
一、題型全歸納
題型一 平面向量的基本概念
【題型要點】1.向量的有關(guān)概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.
(2)零向量:長度為0的向量,其方向是任意的.
(3)單位向量:長度等于1個單位的向量.
(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共線向量,規(guī)定:0與任一向量共線.
(5)相等向量:長度相等且方向相同的向量.
(6)相反向量:長度相等且方向相反的向量.
2.五個特殊向量
(1)要注意0與0的區(qū)別,0是一個實數(shù),0是一個向量,且|0|=0.
(2)單位向量有無數(shù)個,它們大小相等,但方向不一定相同.
(3)任一組平行向量都可以平移到同一直線上,因此平行向量也叫做共線向量.
(4)與向量a平行的單位向量有兩個,即向量eq \f(a,|a|)和-eq \f(a,|a|).
3.辨析向量有關(guān)概念的五個關(guān)鍵點
(1)向量定義的關(guān)鍵是方向和長度.
(2)非零共線向量的關(guān)鍵是方向相同或相反,長度沒有限制.
(3)相等向量的關(guān)鍵是方向相同且長度相等.
(4)單位向量的關(guān)鍵是方向沒有限制,但長度都是一個單位長度.
(5)零向量的關(guān)鍵是方向沒有限制,長度是0,規(guī)定零向量與任何向量共線.
【例1】下列敘述錯誤的是________(填序號).
①已知向量a∥b,且|a|>|b|>0,則向量a+b的方向與向量a的方向相同;
②|a|+|b|=|a+b|?a與b方向相同;
③向量b與向量a共線的充要條件是有且只有一個實數(shù)λ,使得b=λa;
④eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BA,\s\up6(→))=0;
⑤若λa=λb,則a=b.
【答案】②③④⑤
【解析】對于①,當(dāng)a和b方向相同,則它們的和的方向應(yīng)該與a(或b)的方向相同;當(dāng)a和b方向相反,而a的模大于b的模,則它們的和的方向與a的方向相同.
對于②,當(dāng)a,b之一為零向量時結(jié)論不成立.
對于③,當(dāng)a=0且b=0時,λ有無數(shù)個值;當(dāng)a=0但b≠0時,λ不存在.
對于④,由于兩個向量之和仍是一個向量,所以eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BA,\s\up6(→))=0.
對于⑤,當(dāng)λ=0時,無論a與b的大小與方向如何,都有λa=λb,此時不一定有a=b.
故②③④⑤均錯誤.
【例2】下列命題中,正確的個數(shù)是( )
①若兩個向量相等,則它們的起點和終點分別重合;
②若|a|=|b|,則a=b或a=-b;
③若λa=0(λ為實數(shù)),則λ必為零;
④已知λ,μ為實數(shù),若λa=μb,則a與b共線.
A.0 B.1
C.2 D.3
【答案】A
【解析】①錯誤,如在?ABCD中,eq \(AD,\s\up6(→))=eq \(BC,\s\up6(→)),但是這兩個向量的起點和終點分別不重合;②錯誤,模相等的兩個向量,方向關(guān)系不確定;③錯誤,若λa=0(λ為實數(shù)),則λ=0或a=0;④錯誤,當(dāng)λ=μ=0時,λa=μb=0,但a與b不一定共線.
題型二 平面向量的線性運算
【題型要點】
1.向量的線性運算
2.向量線性運算的兩個常用結(jié)論
(1)在△ABC中,AD為BC邊上的中線,則eq \(AD,\s\up6(→))=eq \f(1,2)(eq \(AC,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))).
(2)O為△ABC的重心的充要條件是eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(OB,\s\up6(→))+eq \(OC,\s\up6(→))=0.
【例1】在△ABC中,AD為BC邊上的中線,E為AD的中點,則eq \(EB,\s\up6(→))=( )
A.eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)) B.eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(3,4)eq \(AC,\s\up6(→))
C.eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)) D.eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(3,4)eq \(AC,\s\up6(→))
【答案】A
【解析】
法一:如圖所示,eq \(EB,\s\up6(→))=eq \(ED,\s\up6(→))+eq \(DB,\s\up6(→))=eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→))+eq \f(1,2)eq \(CB,\s\up6(→))=eq \f(1,2)×eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AC,\s\up6(→)))+eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))-eq \(AC,\s\up6(→)))=eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)),故選A.
法二:eq \(EB,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))-eq \(AE,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(1,2)×eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AC,\s\up6(→)))=eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))-eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)),故選A.
【例2】(2020云南省楚雄州十校聯(lián)考)如圖,在直角梯形ABCD中,eq \(DC,\s\up6(→))=eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→)),eq \(BE,\s\up6(→))=2eq \(EC,\s\up6(→)),且eq \(AE,\s\up6(→))=req \(AB,\s\up6(→))+seq \(AD,\s\up6(→)),則2r+3s=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】C
【解析】 法一:由題圖可得eq \(AE,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BE,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(BC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)(eq \(BA,\s\up6(→))+eq \(AD,\s\up6(→))+eq \(DC,\s\up6(→)))=eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)(eq \(AD,\s\up6(→))+eq \(DC,\s\up6(→)))=eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)(eq \(AD,\s\up6(→))+eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→)))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(AD,\s\up6(→)).因為eq \(AE,\s\up6(→))=req \(AB,\s\up6(→))+seq \(AD,\s\up6(→)),所以r=eq \f(1,2),s=eq \f(2,3),則2r+3s=1+2=3.
法二:因為eq \(BE,\s\up6(→))=2eq \(EC,\s\up6(→)),所以eq \(AE,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→))=2(eq \(AC,\s\up6(→))-eq \(AE,\s\up6(→))),整理,得eq \(AE,\s\up6(→))=eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(AC,\s\up6(→))=eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)(eq \(AD,\s\up6(→))+eq \(DC,\s\up6(→)))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(AD,\s\up6(→)),以下同法一.
法三:如圖,延長AD,BC交于點P,則由eq \(DC,\s\up6(→))=eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→))得DC∥AB,且AB=4DC.
又eq \(BE,\s\up6(→))=2eq \(EC,\s\up6(→)),所以E為PB的中點,且eq \(AP,\s\up6(→))=eq \f(4,3)eq \(AD,\s\up6(→)).
于是,eq \(AE,\s\up6(→))=eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AP,\s\up6(→)))=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\(AB,\s\up6(→))+\f(4,3)\(AD,\s\up6(→))))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(AD,\s\up6(→)).以下同法一.
法四:如圖,建立平面直角坐標(biāo)系xAy,依題意可設(shè)點B(4m,0),D(3m,3h),E(4m,2h),其中m>0,h>0.
由eq \(AE,\s\up6(→))=req \(AB,\s\up6(→))+seq \(AD,\s\up6(→)),得(4m,2h)=r(4m,0)+s(3m,3h),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4m=4mr+3ms,,2h=3hs,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(r=\f(1,2),,s=\f(2,3),))
所以2r+3s=1+2=3.
題型三 平面向量共線定理的應(yīng)用
【題型要點】求解向量共線問題的注意事項
(1)向量共線的充要條件中,當(dāng)兩向量共線時,通常只有非零向量才能表示與之共線的其他向量,注意待定系數(shù)法和方程思想的運用.
(2)證明三點共線問題,可用向量共線來解決,但應(yīng)注意向量共線與三點共線的區(qū)別與聯(lián)系,當(dāng)兩向量共線且有公共點時,才能得到三點共線.
(3)若a與b不共線且λa=μb,則λ=μ=0.
(4)直線的向量式參數(shù)方程,A,P,B三點共線?eq \(OP,\s\up6(→))=(1-t)eq \(OA,\s\up6(→))+teq \(OB,\s\up6(→))(O為平面內(nèi)任一點,t∈R).
eq \(OA,\s\up6(→))=λeq \(OB,\s\up6(→))+μeq \(OC,\s\up6(→))(λ,μ為實數(shù)),若A,B,C三點共線,則λ+μ=1.
命題角度1 證明向量共線或三點共線
【例1】已知平面內(nèi)一點P及△ABC,若eq \(PA,\s\up6(→))+eq \(PB,\s\up6(→))+eq \(PC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→)),則點P與△ABC的位置關(guān)系是( )
A.點P在線段AB上 B.點P在線段BC上
C.點P在線段AC上 D.點P在△ABC外部
【答案】C
【解析】因為eq \(PA,\s\up6(→))+eq \(PB,\s\up6(→))+eq \(PC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))=eq \(PB,\s\up6(→))-eq \(PA,\s\up6(→)),所以eq \(PC,\s\up6(→))=-2eq \(PA,\s\up6(→)),所以A,P,C三點共線,且P是線段AC的三等分點(靠近A).
【升華】證明向量共線:對于向量a,b,若存在實數(shù)λ,使a=λb(b≠0),則a與b共線.
命題角度2 由向量共線求參數(shù)的值
【例2】(2020·安徽合肥一中高考模擬)如圖,在平行四邊形ABCD中,M,N分別為AB,AD上的點,且eq \(AM,\s\up6(→))=eq \f(4,5)eq \(AB,\s\up6(→)),連接AC,MN交于點P,若eq \(AP,\s\up6(→))=eq \f(4,11)eq \(AC,\s\up6(→)),則點N在AD上的位置為( )
A.AD中點
B.AD上靠近點D的三等分點
C.AD上靠近點D的四等分點
D.AD上靠近點D的五等分點
【答案】B
【解析】設(shè)eq \(AD,\s\up6(→))=λeq \(AN,\s\up6(→)),因為eq \(AP,\s\up6(→))=eq \f(4,11)eq \(AC,\s\up6(→))=eq \f(4,11)(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AD,\s\up6(→)))=eq \f(4,11)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,4)\(AM,\s\up6(→))+λ\(AN,\s\up6(→))))=eq \f(5,11)eq \(AM,\s\up6(→))+eq \f(4λ,11)eq \(AN,\s\up6(→)),又M,N,P三點共線,所以eq \f(5,11)+eq \f(4λ,11)=1,解得λ=eq \f(3,2),所以eq \(AN,\s\up6(→))=eq \f(2,3)eq \(AD,\s\up6(→)),所以點N在AD上靠近點D的三等分點.
【升華】求參數(shù)的值:利用共線向量定理及向量相等的條件列方程(組)求參數(shù)的值.
命題角度3 證明三點共線
【例3】(2020·江西吉安一中、新余一中等八所中學(xué)聯(lián)考)設(shè)兩個非零向量a與b不共線.
(1)若eq \(AB,\s\up6(→))=a+b,eq \(BC,\s\up6(→))=2a+8b,eq \(CD,\s\up6(→))=3(a-b),求證:A,B,D三點共線;
(2)試確定實數(shù)k,使ka+b和a+kb共線.
【答案】見解析
【解析】 (1)證明:因為eq \(AB,\s\up6(→))=a+b,eq \(BC,\s\up6(→))=2a+8b,eq \(CD,\s\up6(→))=3(a-b),所以eq \(BD,\s\up6(→))=eq \(BC,\s\up6(→))+eq \(CD,\s\up6(→))=2a+8b+3(a-b)=5(a+b)=5eq \(AB,\s\up6(→)),
所以eq \(AB,\s\up6(→)),eq \(BD,\s\up6(→))共線,又它們有公共點B,
所以A,B,D三點共線.
(2)因為ka+b與a+kb共線,
所以存在實數(shù)λ,使ka+b=λ(a+kb),
即(k-λ)a=(λk-1)b.
又a,b是兩個不共線的非零向量,
所以k-λ=λk-1=0.所以k2-1=0.
所以k=±1.
【規(guī)律】證明三點共線:若存在實數(shù)λ,使eq \(AB,\s\up6(→))=λeq \(AC,\s\up6(→)),則A,B,C三點共線.
題型四 共線定理的推廣與應(yīng)用
【題型要點】
一、共線定理:已知eq \(PA,\s\up6(→)),eq \(PB,\s\up6(→))為平面內(nèi)兩個不共線的向量,設(shè)eq \(PC,\s\up6(→))=xeq \(PA,\s\up6(→))+yeq \(PB,\s\up6(→)),則A,B,C三點共線的充要條件為x+y=1.
二、推廣形式:如圖所示,直線DE∥AB,C為直線DE上任一點,設(shè)eq \(PC,\s\up6(→))=xeq \(PA,\s\up6(→))+yeq \(PB,\s\up6(→))(x,y∈R).
當(dāng)直線DE不過點P時,直線PC與直線AB的交點記為F,因為點F在直線AB上,所以由三點共線結(jié)論可知,若eq \(PF,\s\up6(→))=λeq \(PA,\s\up6(→))+μeq \(PB,\s\up6(→))(λ,μ∈R),則λ+μ=1.由△PAB與△PED相似,知必存在一個常數(shù)m∈R,使得eq \(PC,\s\up6(→))=m eq \(PF,\s\up6(→)),則eq \(PC,\s\up6(→))=meq \(PF,\s\up6(→))=mλeq \(PA,\s\up6(→))+mμeq \(PB,\s\up6(→)).
又eq \(PC,\s\up6(→))=xeq \(PA,\s\up6(→))+yeq \(PB,\s\up6(→))(x,y∈R),
所以x+y=mλ+mμ=m.
以上過程可逆.
因此得到結(jié)論:eq \(PC,\s\up6(→))=xeq \(PA,\s\up6(→))+yeq \(PB,\s\up6(→)),
則x+y=m(定值),反之亦成立.
【例1】(2020·江西上饒重點中學(xué)六校聯(lián)考)如圖所示,A,B,C是圓O上的三點,線段CO的延長線與BA的延長線交于圓O外一點D,若eq \(OC,\s\up6(→))=meq \(OA,\s\up6(→))+neq \(OB,\s\up6(→)),則m+n的取值范圍是________.
【答案】 (-1,0)
【解析】 由點D是圓O外的一點,可設(shè)eq \(BD,\s\up6(→))=λeq \(BA,\s\up6(→))(λ>1),則eq \(OD,\s\up6(→))=eq \(OB,\s\up6(→))+eq \(BD,\s\up6(→))=eq \(OB,\s\up6(→))+λeq \(BA,\s\up6(→))=λeq \(OA,\s\up6(→))+(1-λ)eq \(OB,\s\up6(→)).因為C,O,D三點共線,令eq \(OD,\s\up6(→))=-μeq \(OC,\s\up6(→))(μ>1),所以eq \(OC,\s\up6(→))=-eq \f(λ,μ)eq \(OA,\s\up6(→))-eq \f(1-λ,μ)·eq \(OB,\s\up6(→))(λ>1,μ>1).因為eq \(OC,\s\up6(→))=meq \(OA,\s\up6(→))+neq \(OB,\s\up6(→)),所以m=-eq \f(λ,μ),n=-eq \f(1-λ,μ),則m+n=-eq \f(λ,μ)-eq \f(1-λ,μ)=-eq \f(1,μ)∈(-1,0).
【例2】 如圖,在扇形OAB中,∠AOB=eq \f(π,3),C為弧AB上的動點,若eq \(OC,\s\up6(→))=xeq \(OA,\s\up6(→))+yeq \(OB,\s\up6(→)),則x+3y的取值范圍是________.
【答案】 [1,3]
【解析】 eq \(OC,\s\up6(→))=xeq \(OA,\s\up6(→))+3yeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(OB,\s\up6(→)),3))),如圖,作eq \(OB′,\s\up6(→))=eq \f(\(OB,\s\up6(→)),3),則考慮以向量eq \(OA,\s\up6(→)),eq \(OB′,\s\up6(→))為基底.顯然,當(dāng)C在A點時,經(jīng)過m=1的平行線,當(dāng)C在B點時,經(jīng)過m=3的平行線,這兩條
線分別是最近與最遠(yuǎn)的平行線,所以x+3y的取值范圍是[1,3].
二、高效訓(xùn)練突破
一、選擇題
1.設(shè)a0為單位向量,①若a為平面內(nèi)的某個向量,則a=|a|a0;②若a與a0平行,則a=|a|a0;③若a與a0平行且|a|=1,則a=a0.上述命題中,假命題的個數(shù)是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【答案】D.
【解析】:向量是既有大小又有方向的量,a與|a|a0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命題;若a與a0平行,則a與a0的方向有兩種情況:一是同向,二是反向,反向時a=-|a|a0,故②③也是假命題.綜上所述,假命題的個數(shù)是3.
2.設(shè)a,b都是非零向量,下列四個條件中,使eq \f(a,|a|)=eq \f(b,|b|)成立的充分條件是( )
A.a(chǎn)=-b B.a(chǎn)∥b
C.a(chǎn)=2b D.a(chǎn)∥b且|a|=|b|
【答案】C.
【解析】:因為向量eq \f(a,|a|)的方向與向量a相同,向量eq \f(b,|b|)的方向與向量b相同,且eq \f(a,|a|)=eq \f(b,|b|),所以向量a與向量b方向相同,故可排除選項A,B,D.當(dāng)a=2b時,eq \f(a,|a|)=eq \f(2b,|2b|)=eq \f(b,|b|),故“a=2b”是“eq \f(a,|a|)=eq \f(b,|b|)”成立的充分條件.
3.已知向量a,b不共線,且c=λa+b,d=a+(2λ-1)b,若c與d反向共線,則實數(shù)λ的值為( )
A.1 B.-eq \f(1,2)
C.1或-eq \f(1,2) D.-1或-eq \f(1,2)
【答案】B
【解析】由于c與d反向共線,則存在實數(shù)k使c=kd(k
這是一份(新高考)高考數(shù)學(xué)一輪考點復(fù)習(xí)5.1《平面向量的概念及線性運算》學(xué)案 (含詳解),共19頁。
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